Вода из реки по самотечному трубопроводу длиной L и диаметром d подается в водоприемный. 2

Вода из реки по самотечному трубопроводу длиной L и диаметром d подается в водоприемный колодец, из которого насосом с расходом Q она перекачивается в водонапорную башню. Диаметр всасывающей линии насоса – dвс, длина –Lвс. Ось насоса расположена выше уровня воды в реке на величину H (рис. 9). Требуется определить: 1. Давление при входе в насос (показание вакуумметра в сечении 22), выраженное в метрах водяного столба. 2. Как изменится величина вакуума в этом сечении, если воду в колодец подавать по двум трубам одинакового диаметра d? Дано: d = 250 мм = 0,25 м, L = 150 м, Lвс = 30 м, dвс = 250 мм = 0,25 м, Q = 78,5 л/с = 0,0785 м3/с, Н = 2,4 м. рв = ?

1. Для определения искомой величины вакуума при входе в насос (сечение 2–2) – необходимо знать высоту расположения оси насоса над уровнем воды в водоприемном колодце. Эта высота складывается из суммы высот H + z. Поскольку величина H задана, необходимо определить перепад уровней воды в реке и водоприемном колодце z.
Величина z при заданных длине и диаметре самотечной линии зависит от расхода Q и определяется из уравнения Бернулли, составленного для сечений 0–0 и 1–1 (рис. 5):
z0 + + = z1 + + + h0-1.
Принимая за горизонтальную плоскость сравнения сечение 1–1 и считая V0 = 0 и V1 = 0, а также учитывая, что давления в сечениях 0–0 и 1–1 равны атмосферному (p0 = pат и p1 = pат), имеем расчетный вид уравнения: z = h0-1, то есть – перепад уровней воды в бассейне и водоприемном колодце равен сумме потерь напора при движении воды по самотечной линии. Она состоит из потерь напора по длине и в местных сопротивлениях
h0-1 = hL + hМ.
К местным сопротивлениям относятся вход в трубопровод и выход из него. При определении потерь напора в этих сопротивлениях коэффициент местного сопротивления входа следует принять ζвх = 3, а выхода ζвых = 1.
Определяем местные потери напора по формуле
hМ = ζвх + ζвых,
где V – скорость движения жидкости,
V = = = = 1,6 м/с, где F = ;
hМ = ζвх + ζвых = 3 · + 1 · = 0,52 м.
Потерю напора по длине следует найти по формуле Дарси, значение коэффициента гидравлического трения определим по формуле А

. Д. Альтшуля, приняв эквивалентную шероховатость стенок труб kэ = 1 мм и кинематический коэффициент вязкости ν = 0,01 · 10-4 м2/с.
Вычислим число Рейнольдса, режим течения и критерии зоны турбулентности
Re = = = 400000 > 2300 – турбулентный режим течения.
Определим коэффициент λ по формуле Альтшуля:
Потери напора по длине определим по формуле Дарси
Сумма потерь напора
h0-1 = hL + hМ = 2,19+ 0,52 = 2,71 м.
Тогда перепад уровней воды в реке и водоприемном колодце
z = h0-1 = 2,71 м
Искомая величина вакуума при входе в насос определяется из уравнения Бернулли, составленного для сечений 1–1 и 2–2, при этом за горизонтальную плоскость сравнения следует взять сечение 1–1.
z1 + + = z2 + + + h1-2.
В рассматриваемом случаеV1 = 0; z1 = 0, z2 = H + z; абсолютное давление в открытом водоприемном колодце равно атмосферному p1 =pат, давление при входе в насос p2 =pабс